本发明涉及人员身份识别、或人与证/卡/票介质一致性的核验设备领域，特别是涉及一种人与证/卡/票介质一致性核验快速通关闸机及其控制方法。
背景技术：
随着外出旅行或出差的人数越来越多，人们在办理飞机登机、火车检票或景区验票时，往往由于人证核验速度较慢而导致长时间排队，这一方面使得排队者耽搁大量宝贵时间，增加了乘客或游客的不满情绪，另一方面也使安检工作高负荷运转，增加了出错的几率。
由于安保规定或严格防范恐怖袭击事件发生的需要，很多场合必须对通关人员的人、证、票综合验证，而人脸的识别与比对往往最耗时耗力，虽然目前出现了一些自动化设备，但在一些高峰时段或大型交通枢纽，仍经常出现拥堵现象。因此，有必要在确保符合安检要求的前提下，进一步提高通关闸机的人证核验速度。
技术实现要素：
针对上述技术问题，本发明提供一种在确保符合安检要求的前提下可提高核验速度的人证核验快速通关闸机及其控制方法。
本发明的人证核验快速通关闸机包括构成人行通道的第一箱体、设置于该第一箱体内侧的拦阻体、设置于该第一箱体前端的身份介质阅读器、设置于该第一箱体后端的第一立柱、远距摄像机、近距摄像机、已认证身份照片获取单元、第一现场人像缓存单元、特征提取单元、处理单元、判断单元和控制单元。该身份介质阅读器用以在被核验者刷证/卡/票后获取该被核验者的身份信息。远距摄像机安装在该第一立柱上，且数据连接于该处理单元和该第一现场人像缓存单元，该远距摄像机用于采集排队等候区内等待刷证的多位等候者的人脸图像，以获得第一现场人像。近距摄像机邻近该身份介质阅读器设置，且数据连接于该处理单元，该近距摄像机用于采集刷证的被核验者的人脸图像，以获得第二现场人像。已认证身份照片获取单元设置于身份介质阅读器内且数据连接于处理单元或设置于处理单元中，用于获取该身份信息对应的已认证身份照片。特征提取单元设置于处理单元中或设置于远距摄像机、近距摄像机或联网服务器中且数据连接于处理单元，特征提取单元用于从第一现场人像、第二现场人像和获取该身份信息对应的已认证身份照片中提取人像特征。第一现场人像缓存单元数据连接于该处理单元，该第一现场人像缓存单元用于缓存该第一现场人像及其对应的人像特征。处理单元数据连接于该身份介质阅读器和/或远程服务器，用于计算该第一现场人像或第二现场人像与该已认证身份照片的相似度，和调用联网服务器提供的数据和处理服务。判断单元数据连接于该处理单元和该第一现场人像缓存单元，该判断单元用于根据该相似度判断该已认证身份照片人员的身份是否与该第一现场人像或该第二现场人像的身份一致。控制单元数据连接于该判断单元，该控制单元根据该判断单元的比对结果控制该拦阻体的开合。由于本发明采用第一现场排队人员的人像进行预抓拍和预处理（人像特征提取），并将这些数据该第一现场人像缓存单元中缓存，减少了刷卡后所需要的人像抓拍与特征提取时间，从而加速识别过程。
较佳地，身份介质阅读器包括身份证读卡器、护照阅读器、会员证读卡器、rfid读卡器、票据扫描仪和二维码扫描仪中的至少一种。或者，身份介质阅读器以通过wifi、蓝牙和/或nfc通信方式从手机或穿戴设备中获取身份绑定信息来实现。
较佳地，人证核验快速通关闸机还包括第二箱体，该第二箱体与该第一箱体构成人行通道，该第二箱体后端设置有第二立柱。进一步地，人证核验快速通关闸机还包括安装在该第二立柱上的远距辅助摄像机，该远距辅助摄像机数据连接于该处理单元和该第一现场人像缓存单元，用于辅助采集排队等候区内的多位等候者的人脸图像，以获得更多的第一现场人像。
或者进一步地，人证核验快速通关闸机还包括设置于该第二立柱和该第一立柱之间的第一显示屏，用于显示广告、排队等候区视频和等候区中人脸图像中的至少一种。更进一步地，在该第一显示屏下端安装有摄像机，该摄像机用于拍摄排队等候区的现场视频。再进一步地，该第一显示屏电性连接于图像编辑单元，该图像编辑单元用以在屏显等候者的人脸图像上增加显示辅助线框和/或虚拟装饰物。当第一现场等候者被该第一显示屏显示内容吸引时，其人脸一基本正面的姿态朝向该远距摄像机和/或该远距辅助摄像机，使得该远距摄像机和/或该远距辅助摄像机更能抓拍到符合质量的正面人像，提升人证核验比对成功率和准确性，并进一步提高人证核验速度。
较佳地，在该近距摄像机附近设置有用以显示被核验者的现场人像视频和/或提示信息的第二显示屏，该第二显示屏安装在该第一箱体上。
较佳地，在该身份介质阅读器的附近设置有用以对身份核验者进行状态提示的扬声器和/或指示灯，该扬声器和/或指示灯安装在该第一箱体上。
较佳地，该远距摄像机的附近安装有用以对该排队等候区进行补光的第一主动照明光源，该第一主动照明光源设置于该第一立柱上。
较佳地，该近距摄像机的附近安装有用以对该人机交互区内的被核验者脸部进行补光的第二主动照明光源，该第二主动照明光源邻近设置于该近距摄像机。
本发明提供的人证核验快速通关闸机的控制方法包含以下步骤：提供如上所述的人证核验快速通关闸机；控制远距摄像机采集排队等候区内等待刷证的多位等候者的人脸图像以获得第一现场人像，并将其缓存至第一现场人像缓存单元；当被核验者于人机交互区内刷证后，身份介质阅读器获取被核验者的身份信息；利用已认证身份照片获取单元获取该身份信息对应的已认证身份照片；利用特征提取单元从该第一现场人像、近距摄像机采集的第二现场人像和该已认证身份照片中提取人像特征；利用处理单元计算该第一现场人像或近距摄像机采集的第二现场人像与该已认证身份照片的相似度；利用判断单元根据该相似度判断该已认证身份照片人员的身份是否与该第一现场人像或该第二现场人像的身份一致；利用控制单元根据该判断单元的比对结果控制该拦阻体的开合。
与现有技术相比，本发明公开的人证核验快速通关闸机及其控制方法，采用远距摄像机对排队等待身份核验的人员进行人脸图像预抓拍采集与处理，在被核验者刷证（或卡、票等身份介质）后即能立即核验判断现场人像与证件对应的已认证身份照片是否同属一人，从而快速核验人证的身份一致性；而采用通过wifi、蓝牙和/或nfc通信方式从手机或穿戴设备中获取身份信息的方式，更有可能提前获取被核验者的身份信息，能够更快地实现通关流程；即使远距摄像机在预抓拍阶段未采集到合适的人脸图像，被核验者在刷证过程中还能通过近距摄像机对其脸部进行图像补拍、处理、身份核验。另外，为了使得队列中人员在预抓拍时脸部正面对着摄像机，在队列前上方安装显示屏实时显示排队者的人脸，吸引队列中人员的注意力，使其以基本正面的姿态面朝远距摄像机，从而采集尽可能正面的人脸，提升人证核验比对成功率和准确性，并进一步提高人证核验速度。
附图说明
图1为本发明一实施例的人证核验快速通关闸机的结构示意图。
图2为本发明一实施例的人证核验快速通关闸机的控制系统框图。
图3a为本发明另一实施例的人证核验快速通关闸机的控制方法第一部分的流程图。
图3b为本发明另一实施例的人证核验快速通关闸机的控制方法第二部分的流程图。
具体实施方式
为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。
请结合参见图1和图2，图1为本发明一实施例的人证核验快速通关闸机100的结构示意图，图2为本发明一实施例的人证核验快速通关闸机100的控制系统框图。
人证核验快速通关闸机100包括构成人行通道的第一箱体1、设置于第一箱体1内侧的拦阻体2、设置于第一箱体1前端的身份介质阅读器3、设置于第一箱体1后端的第一立柱6、远距摄像机7、近距摄像机5、已认证身份照片获取单元85、特征提取单元86、第一现场人像缓存单元81、判断单元82、处理单元83以及控制单元84。在一实施例中，第一现场人像缓存单元81、判断单元82、处理单元83和控制单元84可以集成在控制系统模块8中，控制系统模块8可以安装在第一箱体1的外部，也可以安装在第一箱体1内。身份介质阅读器3用以在被核验者刷证后获取该被核验者的身份信息。身份介质阅读器3可以包括身份证读卡器、会员证读卡器、rfid读卡器、票据扫描仪和二维码扫描仪中的至少一种，也可通过wifi、蓝牙和/或nfc通信方式从手机或穿戴设备中获取身份绑定信息来实现。
已认证身份照片获取单元85设置于身份介质阅读器3内且数据连接于处理单元83或设置于处理单元83中，已认证身份照片获取单元85用于获取该被核验者的身份信息对应的已认证身份照片。在实际应用中，所述已认证身份照片可以是从身份介质阅读器3中直接读取，也可以是先读取身份信息，再从数据库中调取，该数据库可以设置在第一箱体1中的一台服务器中，也可是在联网的数据库服务器中。
远距摄像机7安装在第一立柱6上，远距摄像机7数据连接于处理单元83，远距摄像机7用于对排队等候区内等待刷证的多位等候者进行人脸图像采集以获得第一现场人像。在一实施例中，远距摄像机7的附近安装有用以对该排队等候区进行补光的第一主动照明光源12，第一主动照明光源12设置于第一立柱6上。
近距摄像机5邻近身份介质阅读器3设置，近距摄像机5数据连接于处理单元83，近距摄像机5用于对正在刷证的身份核验者进行人脸图像采集以获得第二现场人像。在一实施例中，近距摄像机5的附近安装有用以对人机交互区内的身份核验者脸部进行补光的第二主动照明光源10，第二主动照明光源10设置于第一箱体1上。近距摄像机5的视场角大于远距摄像机7的视场角。例如，远距摄像机7的镜头焦距大于近距摄像机5的镜头焦距。
特征提取单元86设置于处理单元83中或设置于远距摄像机7、近距摄像机5或联网服务器（图未示）中且数据连接于处理单元83，特征提取单元86用于从该第一现场人像、第二现场人像和获取该身份信息对应的已认证身份照片中提取人像特征。
处理单元83数据连接于身份介质阅读器3、近距摄像机5和远距摄像机7，处理单元83用于计算该第一现场人像或第二现场人像与该已认证身份照片的相似度。
第一现场人像缓存单元81数据连接于处理单元83和远距摄像机7，第一现场人像缓存单元81用于缓存该第一现场人像及其对应的人像特征。其中，处理单元83数据连接于身份介质阅读器3和/或联网服务器，处理单元83用于基于人像特征计算该第一现场人像或第二现场人像与该已认证身份照片的相似度。
判断单元82数据连接于第一现场人像缓存单元81和处理单元83，判断单元82用于判断该已认证身份照片人员的身份是否与该第一现场人像或该第二现场人像的身份一致。
控制单元84数据连接于判断单元82，控制单元84根据判断单元82的比对结果控制拦阻体2的开合。例如，当人证身份一致时，拦阻体2打开。
请继续参见图1，人证核验快速通关闸机100还可包括第二箱体11，第二箱体11与第一箱体1构成人行通道，第二箱体11后端设置有第二立柱19。
优选地，人证核验快速通关闸机100还包括安装在第二立柱19上的远距辅助摄像机13，远距辅助摄像机13数据连接于处理单元83、第一现场人像缓存单元81和判断单元82，用于辅助对排队等候区内的身份核验者进行人脸图像采集以获得第一现场人像。也即，远距辅助摄像机13可以单独用以采获第一现场人像（例如当身份核验者较靠左侧时），也可以与远距摄像机7配合共同用以采获第一现场人像（例如采用双摄像机拍照原理处理影像）。在一实施例中，远距辅助摄像机13的附近安装有用以对该排队等候区进行补光的第三主动照明光源14，第三主动照明光源14设置于第二立柱19上。
在一实施例中，为了使等候者的面部尽可能的正对远距摄像机7或远距辅助摄像机13，人证核验快速通关闸机100还包括设置于第二立柱19和第一立柱6之间的第一显示屏15。在第一显示屏15下端安装有摄像机16，摄像机16用于拍摄排队等候区的现场视频并将其显示到第一显示屏15。优选地，第一显示屏15电性连接于图像编辑单元17，图像编辑单元17用以使排队核验者的脸部图案上增加显示辅助线框和/或虚拟装饰物（如腮红、大耳朵、眼镜等），以进一步吸引等候者的目光和注意力至第一显示屏15上，从而增加远距摄像机7或远距辅助摄像机13清晰地抓拍到脸部图像的几率。
在第一显示屏15下端还安装有外罩18，将第一显示屏15下端的设备隐藏在外罩18内，以增加美观性。
在不同的实施例中，在近距摄像机5附近设置有用以显示身份核验者的现场人像和/或提示信息的第二显示屏4，第二显示屏4安装在第一箱体1上。
在不同的实施例中，在身份介质阅读器3的附近设置有用以对身份核验者进行状态提示的扬声器和/或指示灯9，扬声器和/或指示灯9安装在第一箱体1上。
在实际应用中，上述远距摄像机7、近距摄像机5和远距辅助摄像机13中可包含人像特征提取处理模块（图未示），用以将其所提取的人像特征传至控制系统模块8中用于进一步的处理或比对。
请继续参见图1和图2，本发明的人证核验快速通关闸机的控制方法可以包括如下步骤。提供如上实施例所述的人证核验快速通关闸机100；控制远距摄像机7采集排队等候区内等待刷证的多位等候者的人脸图像以获得第一现场人像，并将其缓存至第一现场人像缓存单元81；当被核验者于人机交互区内刷证后，身份介质阅读器3获取被核验者的身份信息；利用已认证身份照片获取单元85获取该身份信息对应的已认证身份照片；利用特征提取单元86从该第一现场人像、近距摄像机5采集的第二现场人像和该已认证身份照片中提取人像特征；利用处理单元83计算该第一现场人像或近距摄像机5采集的第二现场人像与该已认证身份照片的相似度；利用判断单元82判断该已认证身份照片人员的身份是否与该第一现场人像或该第二现场人像的身份一致；利用控制单元84根据该判断单元82的比对结果控制该拦阻体2的开合。
请结合参见图3a和图3b，图3a为本发明另一实施例的人证核验快速通关闸机的控制方法第一部分流程图，图3b为本发明另一实施例的人证核验快速通关闸机的控制方法第二部分的流程图。本发明的第一部分和第二部分可以分别在不同的现场进行处理；在实际应用中，这两部分可作为两个独立的线程来实现；但本发明并不以此为限。本发明的人证核验快速通关闸机的控制方法包括如下步骤。
请参见图3a，s1，控制远距摄像机（和/或远距辅助摄像机）采集排队等候区内等待刷证的多位身份核验者的人脸图像以获得第一现场人像，并将其缓存至第一现场人像缓存单元。
请参见图3b，s2，当被核验者于人机交互区内刷证后，身份介质阅读器获取该被核验者的身份信息对应的已认证身份照片。
s3，利用处理单元将该已认证身份照片与第一现场人像缓存单元中缓存的第一现场人像进行比对，并根据相似度判断该第一现场人像中是否能匹配到对应该被核验者的现场人像。
s41，若根据该被核验者的现场人像与刷证获取的已认证身份照片的相似度能够匹配到对应该被核验者的现场人像，判断单元判断其为一致。接着，s5，控制单元根据判断单元的比对结果控制拦阻体的开合。当已认证身份照片和该第一现场人像一致时，拦阻体被打开，本次核验成功，继续下次核验；同时，由于已完成人证核验，也无需再利用近距摄像机采集人机交互区内的身份核验者的人脸图像以获得该第二现场人像。
s42，若没有匹配到对应该被核验者的现场人像，处理单元控制近距摄像机采集人机交互区内的该被核验者的人脸图像以获得第二现场人像；s43,根据该第二现场人像与刷证获取的已认证身份照片的相似度判断其是否一致。当已认证身份照片和该第二现场人像一致时，s5，控制单元根据判断单元的比对结果控制拦阻体的开合。当已认证身份照片和该第二现场人像不一致时，拦阻体不打开，且接着s44，判断是否超过一预定时间（如5秒钟）。若没有超时，重复步骤s42和s43；若超过预定时间，返回步骤s2，重复上述核验流程，直到两者核验一致进入步骤s5，结束本次核验并继续下次核验。
本发明公开的人证核验快速通关闸机，采用远距摄像机对排队等待身份核验的人员进行人脸图像预抓拍采集与处理，在被核验者刷证（或卡、票）后即能立即核验判断现场人像与证件对应的已认证身份照片是否同属一人，从而快速核验人证的身份一致性；即使远距摄像机在预抓拍阶段未采集到合适的人脸图像，被核验者在刷证过程中还能通过近距摄像机对其脸部进行图像补拍、处理、身份核验。另外，为了使得队列中人员在预抓拍时脸部正面对着摄像机，在队列前上方安装显示屏实时显示排队者的人脸，吸引队列中人员的注意力，使其面朝摄像机，从而采集尽可能正面的人脸，提升人证核验比对成功率和准确性，并进一步提高人证核验速度。
本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。